Стислі теоретичні відомості. В колоїдних системах розрізняють два види стійкості – агрегативну і седиментаційну

В колоїдних системах розрізняють два види стійкості – агрегативну і седиментаційну.

При броунівському рухі міцели золей можуть зіштовхуються одна з іншою і приєднуватися в більш крупні агрегати, т.е. може порушуватися агрегативна стійкість. Порушення агрегативної стійкості може привести до появи крупних частинок – агрегатів, які уже не зможуть розміщатися по всьому обєму, т.е. система втрачає і седиментаційну стійкість. Втрата седиментаційної стійкості приведе до руйнування золю, частинки його дисперсної фази будуть осаджуватися – седиметирувати або вспливати. Властивість дисперсних систем зберігати певний розподіл частинок по об’єму дисперсного середовища називається седиментаційною стійкістю.

Грубодисперсні системи седиментаційно не стійкі, їх частинки осаджуються під дією сили тяжіння. Молекулярні системи (гази, розчини) володіють високою седиментаційною стійкістю. Седиментаційна стійкість колоїдних систем залежить від розмірів їх частинок: чим менший розмір частинок, тим більш стійкий колоїдний розчин.

Колоїдні системи характеризуються певним розміром частинок і можуть існувати без порушення агрегативної стійкості і руйнування протягом тривалого часу. Це говорить про те, що крім сил, які визивають злипання колоїдних частинок в крупні агрегати, між міцелами існують також сили відштовхування. Вони і визначають агрегативну стійкість.

Для гідрозолей встановлений зв’язок між агрегативною стійкістю і швидкістю електрофорезу. Чим золь більш стійкий, тим у нього вища швидкість електрофорезу. Електрофорез зумовлений існуванням подвійного іонного шару міцели, і швидкість його пропорційна електрокінетичному портенціалу. Відповідно, агрегативна стійкість гідрозолей також пов’язана з наявністю подвійного електричного шару і сили відштовхування, які виникають між міцелами, визначаються x-потенціалом, т.е. мають електростатичну природу.

При зближенні двух міцел спочатку взаємодіють іони дифузійних шарів. Так як іони одного знаку і достатньо рухомі, то відштовхуютьсь одна від іншої, дифузійний шар буде деформуватися на протилежній стороні міцели. При подальшому зближенні міцели починають взаємодіяти не дифузійні шари, а однойменно зарядженні колоїдні частинки, заряд яких дорівнює електрокінетичному потенціалу. Чим більший електрокінетичний потенціал, тим більші сили відштовхування і відповідно, тим вища агрегативна стійкість золю.

Електрокінетичне відштовхування – це не єдина причина агрегативної стійкості золю. На поверхні колоїдних частинок завдяки взаємодії поверхневих молекул дисперсної фази з молекуламим дисперсного середовища можуть утворювати адсорбційно-сольватні оболочки. В більшості випадків сольватація можу служити тільки фактором, який доповнює дію електростатичних сил. Для ліофільних золей сольватація являється основною причиною стійкості.

Кінетична стійкість – це стійкістьдисперсних систем по відношенню до дії сили тяжіння. Цей вид стійкості пояснюється наявністю молекулярно-кінетичного або броунівського руху, залежить від розміру частинок.

Завдання для виконання самостійної роботи.

1. Який встановлюється зв'язок між агрегативною стійкістю і швидкістю електрофорезу у гідрозолей?

2. Яка основна причина агрегативної стійкості гідрофобних золей?

3. Що таке седиментаційна стійкість?

4. Від яких факторів залежить кінетична стійкість?

5. Як залежить седиментаційна стійкість колоїдних систем від розміру частинок?